Le petit panda est de la taille d'un renard : le corps sans la queue mesure de 50 à 65 cm, la queue mesure de 30 à 60 cm. Les mâles pèsent de 3,5 à 6,2 kg et les femelles de 3 à 6 kg.
Le bout des oreilles, les sourcils et les joues sont blancs tandis que le museau et la gueule sont noirs ; une bande brune raye le museau et les joues ; les courtes pattes sont noires et le reste du corps est roux. Sa queue, d’une quarantaine de centimètres, s'orne de neuf bandes blanches et jaunes et finit par une touffe noire. Ses griffes puissantes lui permettent de descendre des arbres la tête en bas.